Iowa Lottery Action, Vol. 18, No. 12, June 6-9, 2011

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Iowa Lottery Action Special Edition, May 23, 2011

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Lottery Action Newsletter, Vol. 20, No. 6, April 7-20, 2014

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Lottery Action, Vol. 20, No. 7, April 21-May 4, 2014

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Iowa Lottery Action, May 5-18, 2014, Vol. 20, No. 8

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Lottery Action, May 19-June 1, 2014, Vol. 20, No. 9

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Correlation of photodynamic activity and fluorescence signaling for free and pegylated mTHPC in mesothelioma xenografts

Rapport de synthèse : Introduction : Les premières applications cliniques de la thérapie photodynamique (PDT) remontent à plus d'une vingtaine d'années. Basée sur l'activation d'un médicament photosensibilisateur par une source lumineuse à une longueur d'onde spécifique, la PDT permet la destruction sélective de tissus contenant le produit actif. Ce procédé a été expérimenté dans le traitement de cancers en raison de la propriété du médicament à se concentrer dans les tumeurs tout en épargnant les structures normales contigües. Cependant, les photosensibilisateurs utilisés jusqu'à ce jour n'ont pas démontré une accumulation exclusive dans les tissus néoplasiques mais également dans les structures saines avoisinantes induisant une destruction tissulaire non sélective. Notamment, d'importantes complications ont été rapportées suite à l'utilisation de la PDT dans la cavité thoracique après la résection de mésothéliomes pleuraux, et ce malgré l'arrivée de photosensibilisateurs de secondes générations. De ce fait, plusieurs études expérimentales ont été menées afin d'améliorer la sélectivité tumorale du médicament en modulant différentes conditions de traitement et en modifiant la structure du photosensibilisateur par pégylation. Le but de cette étude expérimentale est de corréler l'activité photodynamique, la phototoxicité et la distribution du m-tetrahydroxyphenylchlorin (mTHPC) et de sa forme pégylée, le PEG-mTHPC. De ce fait, un modèle de souris nues porteur de xenogreffes de mésothéliome humain a été utilisé pour étudier les deux photosensibilisateurs. De récents travaux avec ce modèle ont montré que la mesure de la concentration tissulaire du mTHPC et de sa forme pégylée par HPLC restait limitée afin de prédire l'activité photodynamique. De ce fait, nous pensons que les mesures de fluorescence peuvent être plus appropriée. Le signalement fluorescent est mesuré dans le tissu tumoral et dans une région contrôle de la peau afin d'étudier la distribution et l'intensité des deux sensibilisateurs. Méthode : Des souris nues (cd1nu/nu mice) de 8 semaines ont été transplantées avec des fragments de mésothéliome malin humain (H-meso-1). Ces derniers ont été obtenus à partir d'une suspension cellulaire. Au moins trois passages ont été faits dans les animaux, avant que le traitement soit initié. Deux groupes de 6 souris chacun ont été utilisés pour l'injection intraveineuse par la queue du mTHPC à 0.15 mg/kg et du PEG-mTHPC à dose équimolaire. Après trois jour, la tumeur ainsi qu'une région contrôle de la cuisse ont été illuminées sur une surface d'un diamètre de 1.2 cm et pendant 133 secondes avec un laser à une longueur d'onde à 652 nm (fluence 20 J/cm2, fluence rate 150 mW/cm2). Les animaux ont été ensuite sacrifiés 72 heures après l'illumination. L'étendue de la nécrose tumorale et de la région contrôle ont été déterminées en aveugle par histomorphometrie par un pathologue (HJA). La fluorescence microscopique a été évaluée dans 12 souris à une concentration de 0.15 et 0.5 mg/kg pour le mTHPC, et à doses équimolaires pour le PEG-mTHPC. Trois animaux ont été injectés avec le mTHPC à 0.15 mg/kg, 3 autres à dose équimolaire avec la forme pégylée et 6 souris avec le mTHPC à 0.5 mg/kg et à dose équimolaire. Les animaux ont été sacrifiés 72 heures après injection. L'intensité fluorescente des sensibilisateurs a été mesurée dans la tumeur et la région contrôle. Suite à cela, les coupes ont été fixées par H&E et superposées aux images fluorescentes, afin de localiser la distribution des deux photosensibilisateurs dans les différents compartiments tissulaires. Six souris transplantées n'ayant ni été injectées avec les sensibilisateurs ou illuminées ont servi de groupe contrôle. Résultats : Trois jours après l'illumination, la PDT provoque une nécrose tumorale de 10 ±5.4 mm2 pour le mTHPC à 0.15mg/kg et 5.2 ± 4.6 mm2 pour sa forme pégylée à dose équimolaire. Cependant, la nécrose tumorale induite par les deux formulations du sensibilisateur est significativement plus élevée que dans le groupe contrôle (0.33 ± 0.58 mm2) (P=0.02). Toutefois, le mTHPC pégylé provoque une photosensibilité cutanée moins importante que la forme non-pegylée. Dans les deux groupes, aucune nécrose n'a été observée dans la cuisse des animaux. Trois jours après l'injection du mTHPC et de la forme pégylée à 0.15 mg/kg, aucune activité fluorescente n'a été détectée. Cependant, à 0.5 mg/kg, la fluorescence microscopique révèle une distribution hétérogène des deux photo-sensibilisateurs dans le tissu tumoral avec une accumulation prédominante dans les régions peri-vasculaires. Les deux médicaments montrent une distribution intracellulaire homogène dans le cytoplasme et une absence de signalement dans le nucleus. La mesure de l'intensité fluorescente du mTHPC à 0.5mg/kg ne montre pas de différence significative entre le tissu tumoral et la région contrôle. Par contre, le PEG-mTHPC montre une intensité fluorescente supérieure dans le tissu tumoral que dans la peau (ratio tumeur- peau 0.94 pour le mTHPC et 1.73 pour le PEG-mTHPC). Conclusion : L'utilisation du mTHPC à 0.15mg/kg induit une nécrose tumorale similaire à celle du PEG-mTHPC à dose équimolaire. Cependant, ce dernier démontre une photo-toxicité plus atténuée de la peau. La fluorescence microscopique permet de localiser les deux sensibilisateurs dans les différents compartiments tissulaires à partir d'une dose de 0.5 mg/kg. Le PEG-mTHPC induit un signalement fluorescent supérieur dans le tissu tumoral par rapport à la peau. La mesure du signalement fluorescent a le potentiel de prédire l'activité photodynamique du mTHPC et de sa forme pégylée dans les xénogreffes de mésothéliome humain dans un modèle de souris nue.

Evaluation of the new photosensitizer Stakel (WST-11) for photodynamic choroidal vessel occlusion in rabbit and rat eyes.

PURPOSE: To evaluate the photodynamic potential of a new hydrosoluble photosensitizer (WST-11, Stakel; Steba Biotech, Toussus-Le-Noble, France), for use in occlusion of normal choroidal vessels in the rabbit eye and CNV (choroidal neovascularization) in the rat eye. METHODS: Occlusive and nonocclusive parameters of Stakel and verteporfin photodynamic therapy (PDT) were investigated in pigmented rabbits. Eyes were followed by fluorescein angiography (FA) and histology at various intervals after PDT. RESULTS: When occlusive parameters (fluence of 50 J/cm(2), 5 mg/kg drug dose and DLI [distance to light illumination] of 1 minute) were used, Stakel PDT was efficient immediately after treatment without associated structural damage of the RPE and retina overlying the treated choroid in the rabbit eye. Two days later, total occlusion of the choriocapillaries was seen in 100% of the treated eyes, along with accompanying histologic structural changes in the overlying retina. When the occlusive parameters (fluence, 100 J/cm2; drug dose, 12 mg/m2; and DLI, 5 minutes) of verteporfin PDT were used, occlusion of the choriocapillaries was observed in 89% of the treated eyes. Histology performed immediately after treatment demonstrated structural damage of the overlying retina and RPE layer. Weaker, nonocclusive Stakel PDT parameters (25 J/cm2, 5 mg/kg, and DLI of 10 minutes) did not induce choriocapillary occlusion or retinal lesions on FA or histology. Weaker, nonocclusive verteporfin PDT parameters (10 J/cm2, 0.2 mg/kg, and DLI of 5 minutes) did not induce choriocapillary occlusion. However, histology of these eyes showed the presence of damage in the retinal and choroidal tissues. Moreover, preliminary results indicate that selective CNV occlusion can be achieved with Stakel PDT in the rat eye. CONCLUSIONS: Unlike verteporfin PDT, Stakel PDT does not cause direct damage to the RPE cell layer or retina. These observations indicate that Stakel PDT may have a high potential for beneficial therapeutic outcomes in treatment of AMD.

Iowa Lottery Action, Vol. 20, No. 10, June 2 - 15, 2014

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Identification and characterization of novel classes of macrophage migration inhibitory factor (MIF) inhibitors with distinct mechanisms of action.

Macrophage migration inhibitory factor (MIF), a proinflammatory cytokine, is considered an attractive therapeutic target in multiple inflammatory and autoimmune disorders. In addition to its known biologic activities, MIF can also function as a tautomerase. Several small molecules have been reported to be effective inhibitors of MIF tautomerase activity in vitro. Herein we employed a robust activity-based assay to identify different classes of novel inhibitors of the catalytic and biological activities of MIF. Several novel chemical classes of inhibitors of the catalytic activity of MIF with IC(50) values in the range of 0.2-15.5 microm were identified and validated. The interaction site and mechanism of action of these inhibitors were defined using structure-activity studies and a battery of biochemical and biophysical methods. MIF inhibitors emerging from these studies could be divided into three categories based on their mechanism of action: 1) molecules that covalently modify the catalytic site at the N-terminal proline residue, Pro(1); 2) a novel class of catalytic site inhibitors; and finally 3) molecules that disrupt the trimeric structure of MIF. Importantly, all inhibitors demonstrated total inhibition of MIF-mediated glucocorticoid overriding and AKT phosphorylation, whereas ebselen, a trimer-disrupting inhibitor, additionally acted as a potent hyperagonist in MIF-mediated chemotactic migration. The identification of biologically active compounds with known toxicity, pharmacokinetic properties, and biological activities in vivo should accelerate the development of clinically relevant MIF inhibitors. Furthermore, the diversity of chemical structures and mechanisms of action of our inhibitors makes them ideal mechanistic probes for elucidating the structure-function relationships of MIF and to further determine the role of the oligomerization state and catalytic activity of MIF in regulating the function(s) of MIF in health and disease.

Photodynamic therapy enhances lipodoxorubcin distribution in sarcoma lung metastasis by lowering tumor interstitial fluid pressure in a rodent model

Objective: The management of sarcoma metastasis by systemic chemotherapy is often unsatisfactory. This has paradoxally been attributed to the leakiness of tumor neovessels which induce high intratumor interstitial fluid pressure (IFP) and limit convection forces that are important for drug distribution. In a rodent model, we have recently shown that photodynamic (PDT) pre treatment of lung metastasis could enhance their uptake of chemotherapy. We hypothesized that PDT transiently decreases tumor IFP which enhances convection and promotes drug distribution.Methods: Sarcoma tumors were generated sub-pleurally in the lungs of 12 rats. Animals were randomized at 10 days into i. no pre-treatment (control) and ii. low dose PDT pre-treatment (0・0625 mg/kg Visudyne, 10J/cm2 and 35 mW/cm2) followed by intravenous Liposomal doxorubicin (LiporubicinTM) administration. Using the wick-in-needle technique, we determined tumor and normal tissue IFP before, during and after PDT. In parallel, the uptake of LiporubicinTM was determined by high performance liquid chromatography in tumor and lung tissues.Results: Tumor IFP was significantly higher than normal tissue IFP in all animals. PDT pre-treatment did not affect normal tissue IFP but caused a significant decrease in tumor IFP (mean decrease by 2+/− 1mmHg) which lasted an average of 30 minutes before reaching baseline values. Tumor but not normal lung tissue LiporubicinTM uptake was significantly increased by 67% with PDT pre-treatment when liporubicin was allowed to circulate for one hour.Conclusion: Photodynamic therapy pre-treatment enhances LiporubicinTM uptake in sarcoma lung metastasis by transiently decreasing tumor IFP. These PDT conditions seem to specifically modulate tumor neovessels but not normal lung vessels.

Lottery Action, Vol. 20, June 16-July 6, 2014

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Lottery Action, Vol. 20, July 7-20, 2014

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